La lega dura è una lega composta principalmente da uno o più carburi refrattari (come carburo di tungsteno, carburo di titanio, ecc.) in polvere, con polveri metalliche (come cobalto, nichel) che fungono da legante. Viene prodotta attraverso il processo di metallurgia delle polveri. La lega dura è utilizzata principalmente per la produzione di utensili da taglio ad alta velocità e utensili da taglio per materiali duri e tenaci. Viene inoltre impiegata nella produzione di stampi per lavorazione a freddo, calibri di precisione e componenti altamente resistenti all'usura, agli urti e alle vibrazioni.
▌ Caratteristiche della lega dura
(1)Elevata durezza, resistenza all'usura e durezza al rosso.
La lega dura presenta una durezza di 86-93 HRA a temperatura ambiente, equivalente a 69-81 HRC. Mantiene un'elevata durezza a temperature di 900-1000 °C e possiede un'eccellente resistenza all'usura. Rispetto all'acciaio rapido per utensili, la lega dura consente velocità di taglio 4-7 volte superiori e una durata 5-80 volte superiore. Può tagliare materiali duri con una durezza fino a 50 HRC.
(2)Elevata resistenza ed elevato modulo elastico.
La lega dura presenta un'elevata resistenza alla compressione, fino a 6000 MPa, e un modulo elastico compreso tra (4-7) × 10 MPa, entrambi superiori a quelli dell'acciaio rapido. Tuttavia, la sua resistenza alla flessione è relativamente inferiore, tipicamente compresa tra 1000 e 3000 MPa.
(3)Eccellente resistenza alla corrosione e all'ossidazione.
Le leghe dure presentano generalmente una buona resistenza alla corrosione atmosferica, agli acidi, agli alcali ed sono meno soggette all'ossidazione.
(4)Basso coefficiente di dilatazione lineare.
La lega dura mantiene forma e dimensioni stabili durante il funzionamento grazie al suo basso coefficiente di dilatazione lineare.
(5)I prodotti sagomati non necessitano di lavorazioni meccaniche o di rettifica aggiuntive.
Grazie alla sua elevata durezza e fragilità, la lega dura non subisce ulteriori tagli o riaffilature dopo la formatura mediante metallurgia delle polveri e la sinterizzazione. Se è necessaria un'ulteriore lavorazione, vengono impiegati metodi come l'elettroerosione, il taglio a filo, la rettifica elettrolitica o la rettifica speciale con mole abrasive. In genere, i prodotti in lega dura di dimensioni specifiche vengono brasati, legati o fissati meccanicamente su corpi utensile o basi di stampo per l'utilizzo.
▌ Tipi comuni di lega dura
I tipi più comuni di leghe dure sono classificati in tre categorie in base alla composizione e alle caratteristiche prestazionali: leghe di tungsteno-cobalto, tungsteno-titanio-cobalto e tungsteno-titanio-tantalio (niobio). Le più utilizzate in produzione sono le leghe dure di tungsteno-cobalto e tungsteno-titanio-cobalto.
(1)Lega dura di tungsteno-cobalto:
I componenti principali sono il carburo di tungsteno (WC) e il cobalto. Il grado è indicato dalla sigla "YG", seguita dalla percentuale di cobalto. Ad esempio, YG6 indica una lega dura di tungsteno-cobalto con il 6% di cobalto e il 94% di carburo di tungsteno.
(2)Lega dura di tungsteno-titanio-cobalto:
I componenti principali sono carburo di tungsteno (WC), carburo di titanio (TiC) e cobalto. Il grado è indicato dalla sigla "YT", seguita dalla percentuale di contenuto di carburo di titanio. Ad esempio, YT15 indica una lega dura di tungsteno-titanio-cobalto con il 15% di contenuto di carburo di titanio.
(3)Lega dura di tungsteno-titanio-tantalio (niobio):
Questo tipo di lega dura è anche noto come lega dura universale o lega dura versatile. I componenti principali sono carburo di tungsteno (WC), carburo di titanio (TiC), carburo di tantalio (TaC) o carburo di niobio (NbC) e cobalto. Il grado è indicato dal codice "YW" (iniziali di "Ying" e "Wan", che in cinese significano "duro" e "universale"), seguito da un numero.
▌ Applicazioni della lega dura
(1)Materiali degli utensili da taglio:
Le leghe dure sono ampiamente utilizzate nella produzione di materiali per utensili da taglio, inclusi utensili da tornitura, frese, lame per pialle, punte, ecc. Le leghe dure di tungsteno-cobalto sono adatte alla lavorazione a truciolo corto di metalli ferrosi e non ferrosi, come ghisa, ottone fuso e legno composito. Le leghe dure di tungsteno-titanio-cobalto sono adatte alla lavorazione a truciolo lungo di acciaio e altri metalli ferrosi. Tra le leghe, quelle con un contenuto di cobalto più elevato sono adatte alla sgrossatura, mentre quelle con un contenuto di cobalto più basso sono adatte alla finitura. Le leghe dure universali offrono una durata dell'utensile significativamente maggiore nella lavorazione di materiali difficili da tagliare come l'acciaio inossidabile.
(2)Materiali per stampi:
La lega dura è comunemente utilizzata come materiale per matrici per trafilatura a freddo, matrici per stampaggio a freddo, matrici per estrusione a freddo e matrici per stampaggio a freddo.
Gli stampi per stampaggio a freddo in lega dura sono soggetti a usura in caso di impatto o forti impatti. Le proprietà chiave richieste sono buona tenacità all'impatto, tenacità alla frattura, resistenza alla fatica, resistenza alla flessione ed eccellente resistenza all'usura. In genere, si scelgono leghe con un contenuto di cobalto da medio ad alto e a grana da media a grossa. Tra i gradi più comuni c'è YG15C.
In generale, nei materiali in lega dura esiste un compromesso tra resistenza all'usura e tenacità. Migliorare la resistenza all'usura si tradurrà in una diminuzione della tenacità, mentre aumentare la tenacità porterà inevitabilmente a una riduzione.
Se il tipo di acciaio selezionato è soggetto a cricche e danni precoci durante l'uso, è opportuno sceglierne uno con maggiore tenacità; se il tipo di acciaio selezionato è soggetto a usura e danni precoci durante l'uso, è opportuno sceglierne uno con maggiore durezza e migliore resistenza all'usura. I seguenti gradi: YG15C, YG18C, YG20C, YL60, YG22C, YG25C, da sinistra a destra, mostrano una riduzione della durezza, una riduzione della resistenza all'usura e un miglioramento della tenacità; al contrario, è vero il contrario.
(3) Strumenti di misura e parti resistenti all'usura
Il carburo di tungsteno viene utilizzato per inserti superficiali abrasivi e parti di strumenti di misurazione, cuscinetti di precisione di rettificatrici, guide e barre di guida di rettificatrici senza centri e parti resistenti all'usura come le punte dei torni.
Data di pubblicazione: 02-08-2023
